基于公路橋梁水樁基礎(chǔ)問(wèn)題探討

劉偉

摘要：我國(guó)公路橋梁建設(shè)取得了巨大成就，大跨徑橋梁的設(shè)計(jì)和施工水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，橋梁深水基礎(chǔ)的形勢(shì)多種多樣，近年來(lái)工程實(shí)踐中以樁基礎(chǔ)居多。本文對(duì)公路橋梁深水樁基礎(chǔ)勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工程序、圍堰及封底施工、鉆孔灌注樁施工等方面的若干問(wèn)題。通過(guò)對(duì)公路橋梁深水樁基礎(chǔ)勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工程序、圍堰施工及封底、鉆孔灌注樁施工等方面的問(wèn)題，結(jié)合作者多年來(lái)的工程實(shí)踐進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：橋梁;圍堰;深水樁

一、勘測(cè)設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題

1.關(guān)于勘測(cè)資料

橋梁勘測(cè)資料是設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)之一。為了確立科學(xué)、合理、安全、經(jīng)濟(jì)的深水樁基礎(chǔ)施工方案，除通常的地形、地質(zhì)、水文、氣象資料以外，還需要橋位區(qū)最高、最低水位，多年統(tǒng)計(jì)分月最高、高低、平均水位或一年中低于某一水位保證率90%的延續(xù)時(shí)間資料，枯、中、洪水期代表性水位下的表面流速平面分布資料（潮汐水域的漲落潮最大流速平面分布資料），橋軸線上下游各1km范圍內(nèi)的水下地形、河（海）床覆蓋層土質(zhì)及其厚度等資料。這些，工程招標(biāo)單位和施工單位都要足夠重視。

2.關(guān)于基樁

近年國(guó)內(nèi)修建的大型深水樁基礎(chǔ)，大多數(shù)多采用大直徑鉆孔灌注樁作為基樁。隨著擁有大型現(xiàn)代化打樁船的企業(yè)進(jìn)入橋梁施工領(lǐng)域，采用大直徑鋼管樁、大直徑預(yù)應(yīng)力砼管樁或預(yù)應(yīng)力砼方樁等預(yù)制沉入樁作為橋梁基樁已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

3.關(guān)于圍堰

3.1 圍堰形狀、結(jié)構(gòu)和頂、底標(biāo)高。圍堰最主要的作用是為承臺(tái)和墩（塔）身下部施工造成無(wú)水干作業(yè)條件，一般圍堰的平面形狀應(yīng)盡可能與承臺(tái)一致。根據(jù)其工作條件和受力要求，圍堰可以是雙壁的，也可以是下部雙壁上部單壁的。周堰多為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)造價(jià)中占有相當(dāng)大的比重，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量發(fā)揮材料的承載能力，使圍堰造價(jià)降到最低。圍堰頂標(biāo)高應(yīng)滿足承臺(tái)和墩（塔）身施工期間不被水淹的要求即可。一些工程同堰設(shè)計(jì)頂標(biāo)高過(guò)高，不但徒增造價(jià)，在水位差較大的橋址，還可能造成枯水季節(jié)鉆孔施工氣舉反循環(huán)排渣困難。圍堰的底標(biāo)高應(yīng)按基礎(chǔ)受力要求和施工期穩(wěn)定等要求來(lái)確定。當(dāng)只需要滿足施工要求時(shí)。可以在確保圍堰穩(wěn)定、具有足夠豎向和橫向承載能力，能保證合理的封底厚度等條件下，盡可能提高其底標(biāo)高。

3.2 圍堰嵌巖問(wèn)題。少數(shù)下程中設(shè)計(jì)者要求圍堰嵌入巖層一定深度。從施工技術(shù)角度考慮，雖然有辦法作到，但是工期長(zhǎng)、造價(jià)高、未嵌巖之前隔堰風(fēng)險(xiǎn)大。個(gè)人認(rèn)為，非受力必需，且無(wú)其他方案者，不必要求嵌巖。一般情況下。要求“著巖并嚴(yán)格清基”既可。

二、施工程序

1.先下圍堰后成樁

這種方法是在墩位處下雙壁圍堰、薄壁式鋼筋砼沉井等形勢(shì)的隔堰，不但作為施工承臺(tái)時(shí)的圍水結(jié)構(gòu)，還可以供施工船舶停泊。它的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、安全可靠、成樁作業(yè)能在圍堰內(nèi)進(jìn)行。巨大的浮式周堰必須有可靠而復(fù)雜的定位錨碇系統(tǒng)來(lái)約束其位置，圍堰必須在汛期或臺(tái)風(fēng)季節(jié)之前下沉完畢并且封底，以便安全渡汛，渡臺(tái)。由此要求工程施工有足夠的籌備時(shí)間。由于先下沉圍堰，所以基樁被限制為就地灌注的孔鉆樁和個(gè)別情況的挖孔樁。

2.先成樁再下圍堰

當(dāng)承臺(tái)設(shè)計(jì)底標(biāo)高距河床較高或進(jìn)入士層不多，或者因?yàn)橄认聡邊s沒(méi)有足夠工期達(dá)到渡洪渡臺(tái)要求時(shí)，先下樁再下圍堰千施工承臺(tái)就是一種合理的選擇。此時(shí)樁基既可以是預(yù)制沉人樁，也可以是就地灌注樁。預(yù)制沉人的直樁或斜樁，一般均采用大型打樁船錘擊沉入，在樁數(shù)不多且沉入深度不大的直樁的情況下，也可以用起重船吊震動(dòng)打樁機(jī)震動(dòng)沉入。施工鉆孔灌注樁的工作平臺(tái)，一般均采用以鋼管樁、混凝土方樁或鉆孔鋼護(hù)簡(jiǎn)單獨(dú)或混合支承的固定式水上平臺(tái)。在一些特殊情況下，也可以采用可移動(dòng)的水上自升式平臺(tái)或船舶組拼而成的浮式平臺(tái)。平臺(tái)支承樁數(shù)量、規(guī)格和平面布置，應(yīng)充分考慮到墩位處的水文、地質(zhì)條件、施工荷載的大小、設(shè)置圍堰的需要和方便等因數(shù)。

三、鉆孔灌注樁施工注意問(wèn)題

1.鉆機(jī)就位、打樁

鉆機(jī)底盤(pán)安置時(shí)不可直接置于松散的填土之上，安置位置必須壓實(shí)，以免鉆機(jī)施工中產(chǎn)生傾斜;鉆機(jī)的安置同時(shí)要考慮鉆孔施工中孔口出土清運(yùn)的方便。鉆機(jī)就位前由技術(shù)人員對(duì)原定樁位進(jìn)行復(fù)核，樁位偏差符合設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求（不大于5cm），并用“十字線”定位。要求鉆機(jī)平臺(tái)底面平整，且鉆桿豎直，鉆進(jìn)時(shí)隨時(shí)校驗(yàn)，確保鉆機(jī)鉆桿豎直。鉆機(jī)就位時(shí)，要事先檢查鉆機(jī)的性能狀態(tài)是否良好。樁機(jī)定位要準(zhǔn)確、穩(wěn)固，鉆機(jī)導(dǎo)桿中心線、回旋盤(pán)中心線、護(hù)筒中心線必須保持在同一直線。

2.水下砼灌注

2.1 水下混凝土要求?；炷涟韬蛧?yán)格按照配比進(jìn)行，混凝土到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)按照要求做含氣量、入模溫度以及坍落度試驗(yàn)，混凝土的坍落度控制在18～22cm之間，并有很好的和易性，含氣量不小于2。

2.2 混凝土灌注導(dǎo)管。采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土的灌注。導(dǎo)管采用直徑300mm的鋼管，壁厚3mm，每節(jié)長(zhǎng)2.0或3.0m，配1～2節(jié)長(zhǎng)1～1.5m短管，底節(jié)采用4.0m長(zhǎng)導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前，進(jìn)行接長(zhǎng)水密承壓性試驗(yàn)，合格后投入使用，導(dǎo)管要定期進(jìn)行水密承壓性試驗(yàn)，下導(dǎo)管前要檢查是否漏氣、漏水和變形，是否安放了密封圈。導(dǎo)管要依次下放， 導(dǎo)管下放次序和每節(jié)的長(zhǎng)度都要記清楚，以便拆管時(shí)作為依據(jù)。下導(dǎo)管時(shí)防止碰撞鋼筋籠，導(dǎo)管支撐架用型鋼制作，支撐架支墊在鉆孔平臺(tái)上，用于支撐懸吊導(dǎo)管?；炷凉嘧⑵陂g時(shí)用吊車(chē)吊放拆卸導(dǎo)管。

2.3 灌注第一批混凝土應(yīng)緊湊、連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。在開(kāi)始灌注過(guò)程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得少于1.0m，灌注過(guò)程中一般控制在2m-6m以內(nèi)。為確保樁頂質(zhì)量，根據(jù)高鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上超灌0.8-1m，以便保證混凝土強(qiáng)度。

3.關(guān)于允許偏差

深水樁基礎(chǔ)的鉆孔灌注樁多為大直徑群樁，其設(shè)計(jì)樁頂在水下數(shù)米乃至十幾米，施工時(shí)必須使用長(zhǎng)護(hù)筒或護(hù)筒頂在深水之下。如此一來(lái)，在設(shè)計(jì)樁頂平面測(cè)量時(shí)，很難將成樁的中心偏差控制在JTJ041—2000規(guī)定的范圍之內(nèi)。建議設(shè)計(jì)樁頂位于施工水位以下的鉆孔灌注樁中心偏差按下述標(biāo)準(zhǔn)控制：中心位置偏差應(yīng)小于等于10+h100（cm）。且不大于樁直徑的1/10。H為護(hù)筒頂至設(shè)計(jì)樁頂?shù)母叨取Ｒ詂m計(jì)。相應(yīng)地，護(hù)筒施工允許偏差建議按下述要求控制：護(hù)筒頂部平面位置偏差小于等于5cm，設(shè)計(jì)樁頂處護(hù)筒平面位置偏差不宜大于樁直徑1/20。護(hù)筒傾斜度不宜大于1/200。

四、結(jié)束語(yǔ)

公路和城市橋梁深水樁基礎(chǔ)具有相同性，但是在施工環(huán)境上往往還要復(fù)雜一些， 深水樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)正在迅速發(fā)展，通過(guò)文本的探討，為以后的深水樁施工有一定的借鑒作用。

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